Operasi Morfologi. Kartika Firdausy - UAD blog.uad.ac.id/kartikaf. Teknik Pengolahan Citra

Transkripsi

1 Operasi Morfologi Kartika Firdausy - UAD pvisual@ee.uad.ac.id blog.uad.ac.id/kartikaf

2 Setelah mempelajari materi ini, mahasiswa diharapkan mampu: mengidentifikasi prosedur operasi morfologi menerapkan berbagai teknik pada operasi morfologi yaitu pencarian batas/kontur, dilasi, erosi, penutupan, pembukaan, pengisian, dan pelabelan menerapkan teknik skeletonisasi untuk pengenalan pola

3 Operasi Morfologi didasarkan pada bentuk segmen atau region dalam citra segmen obyek yang menjadi perhatian Segmentasi membedakan antara obyek dan latar operasi pengambangan

4 Nilai biner dari citra hasil merepresentasikan 2 keadaan: obyek bukan obyek (latar) titik obyek : hitam (nilai 0) titik latar : putih (nilai 1) Hasil operasi morfologi dapat dimanfaatkan untuk pengambilan keputusan dengan analisis lebih lanjut

5 Operasi ini antara lain meliputi: pencarian batas/kontur, dilasi, erosi, penutupan (closing), pembukaan (opening), pengisian (filling), pelabelan, pengerangkaan (skeletonization)

6 didasarkan pada nilai-nilai dari tetangga langsung di sekeliling titik obyek yang ditinjau (Moore neighborhood)

7 operasi terhubung-4 (4-connected) tetangga yang diperhatikan hanya yang langsung bersebelahan, yaitu titik di sebelah kiri, kanan, atas dan bawah, p2 p8 p1 p4 p6 p2 p1 p6 p3 p4 p5 operasi terhubung-8 (8-connected) tetangga diagonalnya diikutsertakan p2 p8 p1 p4 p6 p9 p2 p3 p8 p1 p4 p7 p6 p5

8 Beberapa definisi yang dipakai dalam operasi morfologi: Titik obyek, adalah titik yang merupakan bagian dari obyek (p1 = obyek) Titik latar, adalah titik yang merupakan bagian dari latar (p1 = latar) B(p1) = banyaknya tetangga dari p1 yang merupakan titik obyek A(p1) = banyaknya pola latar, obyek untuk urutan p2- p4-p6-p8-p2 pada operasi terhubung-4 atau urutan p2- p3-p4-p5-p6-p7-p8-p9-p2 pada operasi terhubung-8. Titik terisolasi, adalah titik obyek yang semua tetangganya adalah titik latar. B(p1) = 0.

9 Titik ujung, adalah titik obyek yang mempunyai tepat sebuah tetangga yang merupakan titik obyek juga. B(p1) = 1. Titik batas, adalah titik obyek yang salah satu atau lebih tetangganya adalah titik latar. B(p1) < 4 pada operasi terhubung-4 dan B(p1) < 8 pada operasi terhubung-8. Apabila semua titik tetangganya adalah titik obyek maka dapat dipastikan titik tersebut berada di dalam obyek (bukan titik batas). Titik simpel, adalah titik obyek yang jika diubah menjadi titik latar maka tidak mengubah kondisi hubungan antar titik-titik obyek tetangganya.

10 Sebagai ilustrasi, pandang contoh berikut dengan menggunakan nilai 0 untuk titik obyek dan 1 untuk titik latar Terhubung 4 Terhubung Titik terisolasi Titik batas 1 0

11 Titik batas Terhubung Terhubung

12 Pencarian Batas/Kontur Menentukan batas/kontur dari segmen obyek Dilakukan terhadap titik-titik obyek Algoritma untuk operasi pencarian batas citra Set citra hasil sama dengan citra asal Untuk semua titik dalam citra asal: Cek apakah titik tersebut titik obyek Jika ya cek apakah titik tersebut adalah titik batas Jika ya maka titik tersebut tetap titik obyek Jika tidak maka ubah titik pada citra hasil menjadi titik latar Jika tidak maka lanjutkan

13 Hasil operasi pencarian batas Citra asli Citra batas terhubung-4 Citra batas terhubung-8

14 Dilasi memperbesar ukuran segmen obyek dengan menambah lapisan di sekeliling obyek 2 cara : 1. mengubah semua titik latar yang bertetangga dengan titik batas menjadi titik obyek (set setiap titik yang tetangganya adalah titik obyek menjadi titik obyek) 2. mengubah semua titik di sekeliling titik batas menjadi titik obyek, (set semua titik tetangga sebuah titik obyek menjadi titik obyek) Algoritma untuk operasi dilasi citra biner Untuk semua titik dalam citra Cek apakah tersebut titik obyek Jika ya maka ubah semua tetangganya menjadi titik obyek Jika tidak maka lanjutkan

15 Hasil operasi dilasi Citra asli Citra dilasi terhubung-4 Citra dilasi terhubung-8

16 Erosi kebalikan dari operasi dilasi ukuran obyek diperkecil dengan mengikis sekeliling obyek. 2 cara: 1. mengubah semua titik batas menjadi titik latar 2. set semua titik di sekeliling titik latar menjadi titik latar Algoritma untuk operasi erosi citra biner Untuk semua titik dalam citra Cek apakah tersebut titik latar Jika ya maka ubah semua tetangganya menjadi titik latar Jika tidak maka lanjutkan

17 Hasil operasi erosi Citra asli Citra erosi terhubung-4 Citra erosi terhubung-8

18 Penutupan (Closing) kombinasi antara operasi dilasi dan erosi yang dilakukan secara berurutan. menutup atau menghilangkan lubang-lubang kecil yang ada dalam segmen obyek. menggabungkan 2 segmen obyek yang saling berdekatan (menutup sela antara 2 obyek yang sangat berdekatan). dapat dilakukan dalam beberapa rangkaian dilasi-erosi (misalnya 3 kali dilasi, lalu 3 kali erosi) apabila ukuran lubang atau jarak antar obyek cukup besar.

19 Hasil operasi penutupan (closing) Citra asli Citra closing terhubung-4 Citra closing terhubung-8

20 Pembukaan (Opening) kombinasi antara operasi erosi dan dilasi yang dilakukan secara berurutan, memutus bagian-bagian dari obyek yang hanya terhubung dengan 1 atau 2 buah titik saja. untuk menghilangkan obyek yang sangat kecil

21 Hasil operasi pembukaan (opening) Citra asli Citra opening terhubung-4 Citra opening terhubung-8

22 Pengisian (Filling) kebalikan dari operasi pencarian batas citra citra masukan adalah citra batas/kontur kemudian dilakukan pengisian sehingga diperoleh segmen obyek yang pejal/solid tentukan titik awal pengisian yang terletak di dalam obyek kemudian bergerak ke arah titik-titik tetangganya operasi dilakukan secara rekursif berhenti jika sampai di batas obyek.

23 Algoritma untuk operasi pengisian citra secara terhubung-4 Tentukan titik awal pengisian di dalam obyek yang akan diisi /* berikut adalah bagian rekursif */ Set titik tersebut menjadi titik obyek Cek apakah titik tetangga atasnya adalah titik latar Jika ya maka lakukan hal yang sama untuk titik tersebut Jika tidak maka lanjutkan Cek apakah titik tetangga kanannya adalah titik latar Jika ya maka lakukan hal yang sama untuk titik tersebut Jika tidak maka lanjutkan Cek apakah titik tetangga bawahnya adalah titik latar Jika ya maka lakukan hal yang sama untuk titik tersebut Jika tidak maka lanjutkan Cek apakah titik tetangga kirinya adalah titik latar Jika ya maka lakukan hal yang sama untuk titik tersebut Jika tidak maka lanjutkan

24 Hasil operasi pengisian terhubung-4 Citra asli pengisian mulai dari titik A pengisian mulai dari titik B

25 Pelabelan Obyek untuk membedakan antara sebuah obyek dengan obyek yang lain hampir mirip dengan operasi pengisian, yakni menggunakan teknik rekursi. mula-mula dideteksi lokasi sebuah titik yang merupakan bagian dari sebuah obyek lakukan pengisian dengan suatu nilai (label) terhadap obyek tersebut dari lokasi tersebut sampai menemui batas luarnya (menabrak titik latar) lanjutkan mendeteksi lokasi yang merupakan titik obyek namun belum terisi oleh operasi tadi atau belum diberi label lakukan pengisian lagi dengan nilai label yang berbeda ulangi sampai semua titik dalam citra tersebut diperiksa

26 Hasil operasi pelabelan terhubung-4 Citra asli Citra hasil

27 Pengerangkaan (Skeletonization) proses pengikisan sebuah obyek sebanyak mungkin dengan tetap mempertahankan bentuk umum dari polanya Sifat 1. Ketipisan: kerangka obyek berukuran setipis mungkin (1 atau 2 titik) 2. Konektivitas: kerangka dari suatu obyek terhubung satu sama lain sesuai dengan topologi pola aslinya 3. Posisi: letak kerangka berada tepat di tengah obyek 4. Stabilitas: setelah suatu bagian kerangka diperoleh, maka bagian tersebut tidak akan terkikis lagi oleh operasi pengikisan berikutnya

28 Algoritma Hilditch 1.) 2 B(p1) 6 p1 p1 p1 p1 (a) B(p1) = 0 (b) B(p1) = 1 (c) B(p1) = 7 (d) B(p1) =8

29 Algoritma Hilditch 2.) A(p1) =1 Contoh titik yang tidak memenuhi kriteria 2 algoritma Hilditch p1 p1 p1 (a) A(p1) = 2 (b) A(p1) = 2 (c) A(p1) = 3

30 Algoritma Hilditch 3.) p2, p4, atau p8 ada yang merupakan titik latar, atau A(p2) 1 untuk menghindarkan terhapusnya garis horisontal dengan lebar 2 titik p2 p2 p2 p8 p1 p4 p8 p1 p4 p8 p1 p4 (a) garis vertikal (b) p2, p4, p8 latar (c) p2, p4, atau p8 = latar berlebar 2 titik A(p2) 1 A(p2) = 1 Contoh titik pada kriteria 3 algoritma Hilditch (yang tidak dihapus)

31 Algoritma Hilditch 4.) p2, p4, atau p6 ada yang merupakan titik latar, atau A(p4) 1 untuk menghindarkan terhapusnya garis vertikal dengan lebar 2 titik p2 p2 p2 p1 p4 p1 p4 p1 p4 p6 p6 p6 (a) garis vertikal (b) p2, p4, p6 latar (c) p2, p4, atau p6 = latar berlebar 2 titik A(p4) 1 A(p4) = 1 Contoh titik pada kriteria 4 algoritma Hilditch (yang tidak dihapus)

32 Referensi Firdausy, K, 2003, Diktat Kuliah Teknik Pengolahan Citra, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Ahmad Dahlan Castleman, K.R., 1996, Digital Image Processing, Prentice-Hall,Inc., New Jersey Jain, A.K., 1989, Fundamental of Digital Image Processing, Prentice-Hall,Inc., New Jersey I.T. Young, J.J. Gerbrands, L.J. van Vliet, Image Processing Fundamentals,